폭스바겐 리콜사태..과학자들의 도덕성 다시 한번 일깨워

 

독일의 유명 자동차 회사인 폭스바겐(Volkswagen)사에서 디젤엔진 차량에 장착된 배기가스 배출 시스템을 인위적으로 조작해 온 사실이 밝혀지면서 전세계에 커다란 충격을 주고 있습니다.

 

이 회사는 약 6년전부터 북미에서 판매한 48만여대의 디젤차량에 특정 소프트웨어를 장착시켜서 배출 가스량을 조작해 온 것으로 들어났습니다.

 

검사 시에는 배출가스 저감장치(NOx capture technology)가 정상적으로 작동되지만, 실제 주행 시에는 저감장치의 작동을 멈추게 함으로써, 실제 상황에서는 테스트를 받을 때 배출되었던 오염물질이 7배에서 최대 25배이상 배출되도록 만들어 놓았던 것입니다.

 

폭스바겐사는 아직 공식적으로 어떻게 테스트 상황과 실제 주행상황을 구별할 수 있도록 프로그램했는지는 발표하지 않았지만, 조사기관인 미국 환경 보호청(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)에 따르면 고속주행이 지속되면서 핸들조작이 거의 없는 등의 테스트를 받는 상황의 특별한 상황을 프로그램에 입력시켜놓고서, 비슷한 조작이 진행되면 배출가스 저감장치를 정상 작동시키는 방법을 사용했다고 합니다.

 

소비자를 상대로 이렇게 상상할 수 없는 조작을 해온 댓가로 폭스바겐사는 주가가 반토막 나는 등 창사이래 가장 큰 위기를 맞고 있습니다.

 

이 엄청난 스캔들은 the International Council on Clean Transportation( ICCT)이라는 비영리단체와 West Virginia University의 연구진이 공동으로 실시한 자동차들의 ‘실제 상황’ 수행능력평가라는 비교 연구에 의해서 세상에 알려지게 되었습니다.

 

이 연구진들은 2013, 2014년에 양산된 차량들의 ‘테스트 상황이 아닌’, 실제 상황에서의 배출가스량들을 조사했는데, 물론 대부분의 차량들이 테스트 상황보다는 조금씩 높은 수치를 보였지만, 폭스바겐 사의 차량들은 도저히 같은 차량의 결과라고 볼 수 없는 차이를 보였고, 이 결과가 2014년 10월 일반에게 공개되면서 문제가 불거지게 된 것이었습니다.

 

그렇다면, 폭스바겐 사는 이런 조작을 왜 해야만 했던 것일까요?

 

디젤(경유)엔진은 가솔린(휘발유)엔진과 비교하여 기름의 종류만 다른 것이 아니라, 엔진의 작동원리 자체에 큰 차이가 있습니다.

 

가솔린 엔진은 엔진 내부에 연료를 분사 시킨후 점화플러그를 이용하여 스파크를 만들어 연료의 폭발을 일으킵니다.

 

이때, 엔진 내부의 모든 연료가 한꺼번에 폭발을 하는 것이 아니라 짧은 시간 간격을 갖고서 연쇄분사를 일으키는데, 이로 인해서 엔진을 돌리는 순간 폭발력은 최대가 되지 못하지만, 바퀴가 돌아가는 속도는 최대치로 올릴 수 있게 됩니다.

 

다시 말해 그 결과 토크(torque, 순간적으로 바퀴를 돌리는 힘)는 최대로 올리지 못하지만, RPM(rotation per minute, 분당 회전속도)값은 최대로 올릴 수 있게 되는 것입니다.  

 

뿐만 아니라 한번의 커다란 폭발대신에 작은 연쇄폭발을 사용하기 때문에 엔진 소음이 그렇게 크지 않고 승차감도 비교적 좋다고 할 수 있습니다.

 

이에 반해서 디젤엔진은 엔진내부에 디젤을 분사하고 내부 압력을 공기압의 16배이상 압축시키면 연료가 한꺼번에 자연 발화하여 폭발을 일으키게 하는데, 한번에 엔진 내부 연료가 폭발해 버리기 때문에 큰 힘을 내는 대신에, 폭발과 폭발 사이에 시간 간격이 있어 빠르게 바퀴를 돌리지는 못하게 됩니다.

 

즉, 가솔린 엔진은 작은 힘이기는 하지만, 쉬지 않고 계속 바퀴를 돌리는 반면, 디젤 엔진은 한 번에 큰 힘으로 바퀴를 돌리고 잠시 쉬었다가 다시 큰 힘으로 돌리는 것을 반복하는 것이라고 생각할 수 있습니다.

 

이러한 근본적인 차이는 폭발 이후에 배출되는 잔여가스성분에도 큰 차이를 가져오는데, 가솔린 엔진은 지구 온난화에 주범인 이산화탄소(CO2)를 상대적으로 많이 배출하는 대신에, 디젤 엔진은 질소산화물(NOx)을 주로 배출하는 문제를 가지고 있습니다.

 

이 때 배출되는 질소산화물은 산성비 등의 심각한 환경오염에 주범이기 때문에 디젤엔진은 엄격하게 이러한 배출가스를 일정 기준량 이하로 낮춰서 배출할 수 있는 배출가스 저감장치의 장착을 의무화하고 있고, 테스트를 통해 배출 가스양이 허가기준치보다 낮아 통과되어야지만 소비자들에게 판매가 가능하게 되어있습니다.

 

배출가스 저감장치란 일반적으로 오래된 디젤차량 배기장치에서 뿜어 나오는 검은 연기의 정체이기도 한 탄소 입자상물질을 걸러내기 위한 디젤 입자상 물질 정화필터(Diesel Particulate Filter, DPF), 촉매를 이용하여 질소산화물을 저감시키는 선택적 촉매 저감기(Selective Catalyst Reduction), 그리고 사용된 연료를 다시 재사용가능케 하는 연소가스 재처리장치( Exhaust Gas Recirculation) 등의 장치를 포함합니다.

 

문제는 이러한 배출가스 저감장치를 운용하는 자체가 소비자들이 가장 민감하게 받아들이는 자동차의 연비를 현저하게 떨어뜨리게 된다는 것입니다.

 

일반적으로 디젤차량을 선택하는 이유는 트럭 등과 같이 큰 토크를 필요로 하는 경우, 그리고 장거리 운행 등이 많기 때문에 저렴한 연비를 선호하는 경우로 나눠집니다.

 

특히나 고유가 시대에 낮은 연비는 일반 소비자가 디젤 차량을 선택하는 중요한 이유가 되었고, 그로 인해 유럽이나 아시아 등에 비해 디젤차량이 현저히 적었던 이곳 북미에서도 점점 디젤차량이 늘어나고 있었던 추세였습니다.

 

다시 말하면, 디젤차량의 연비가 크게 좋지 못하다면 소비자들이 이목을 끌 수 없는 것은 자명한 일이기에 자동차 제조회사들은 규제를 통과하기 위해 저감장치의 성능을 높임과 동시에 낮은 연비를 유지해야 하는 두 마리의 토끼를 잡아야만 했던 것입니다.

 

이 어려운 일을 높은 기술력으로 성공적으로 이루어 냄으로써, 배출가스의 양도 최소화하며 연비 역시 가장 효율적인 수치를 자랑하며 클린 디젤(Clean Diesel)이라는 슬로건을 내세웠던 굴지의 회사가 이 모든 것이 거짓이었음을 들킨 꼴이 되었으니 전세계가 경악을 금치 못하고 있는 것입니다.

 

 사상 최대의 리콜사태, 대부분의 주력 차총에 대한 북미지역 판매 중단, 며칠 사이에 반토막이 되어버린 거대 기업의 주가. 이 모든 것들이 바로 너무나 손쉬운 연구결과의 조작으로부터 시작된 것입니다.

 

연구결과는 실제 해당 분야의 전문가가 아니라면 그 문제점을 발견하기가 쉽지 않고, 또 조작을 맘먹기만 한다면, 사실 결과 조작은 그리 어려운 일이 아닙니다.

 

하지만, 그 결과는 이번 사건, 또 예전의 황우석 사건과 마찬가지로 조작의 결과는 참담하리만큼 혹독하기 때문에 절대로 있어서는 안되는 것입니다.

 

세상의 모든 것이 과학의 산물에 의해 콘트롤된다고 해도 과언이 아닌 시대에, 과학자들의 연구 도덕성은 더욱 더 중요한 덕목이라는 것을 미래에 과학자가 되고자 하는 모든 분들이 마음에 새겨야 할 것입니다. 

 

석준영 (비센 학원장)